生物技术实践 一轮复习提纲Word文档格式.docx

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前期通入O2，目的使酵母菌大量繁殖，然后密闭发酵生产酒精

选材和材料处理；

防杂菌污染；

控制发酵条件；

正确使用发酵装置

醋

酸

利用醋酸菌在氧气充足时进行醋酸发酵

C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O

30～35℃

5.4～6.3

充足

腐

乳

毛

霉

毛酶等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；

脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。

15～18℃（此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长）

O2：

无氧

控制盐、酒、香辛料用量；

控制前后期发酵条件

泡

菜

利用乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸

C6H12O6→2C3H6O3+能量

常温

无氧，防杂菌污染，密封严密

选择气密性好的泡菜坛；

控制腌制条件

课题1果酒和果醋的制作

一、基础知识

1、酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，反应式C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量；

无氧时进行无氧呼吸，反应式见上表。

2、酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。

“先通气后密封”？

“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。

“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。

3、思考：

葡萄酒为什么呈现深红色？

___________________________________________。

为什么制作果酒时其他绝大多数微生物受到抑制？

____________________。

（见书P2）

4、果醋产生的途径：

（1）当糖源和O2充足时，C6H12O6+2O2→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量；

（2）当缺少糖源时，就利用乙醇，反应式是见上表。

二、实验操作过程

1．实验设计流程图

挑选葡萄

冲洗

___榨汁___

___酒精发酵___

__醋酸发酵___

果酒果醋

2、根据教材P4操作提示设计实验步骤及装置。

充气口作用：

醋酸发酵时连接充气泵进行充气；

排气口作用：

酒精发酵时用来排出CO2；

出料口作用：

用来取样。

排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。

使用该装置制酒时，应该关闭充气口；

制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。

由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。

如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。

3、用重铬酸钾检验酒精存在。

原理：

在酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。

4、果酒制作成功后，怎样继续制作果醋？

设计实验流程及操作步骤：

果酒制成以后，在发酵液中加入__醋酸菌__或醋曲，然后将装置转移至__30～35℃__0C条件下发酵，适时向发酵液中__充气___。

如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土污染。

5、操作过程应注意的问题

（1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为70%的酒精擦拭消毒，晾干待用。

（2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间。

（3）制作葡萄酒时将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。

（4）制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30～35℃，时间控制在7～8d，并注意适时在充气口充气。

（5）用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反复多次冲洗。

【疑难点拨】

⑴、认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？

为什么？

应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。

⑵、认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？

需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。

例如：

榨汁机、发酵装置要清洗干净；

每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。

⑶、制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25℃？

制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35℃？

答：

温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。

20℃左右最适合酵母菌繁殖。

因此需要将温度控制在其最适温度范围内。

而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35℃，因此要将温度控制在30～35℃。

⑷、制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？

醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。

课题2腐乳的制作

一、基础知识

1、加盐腌制：

在长满毛霉的豆腐块上加盐的目的是析出豆腐中的水分使之变硬和抑制微生物的生长避免腐败变质。

瓶口处多加盐的原因是瓶口处容易被杂菌污染。

2、配制卤汤：

将黄酒、米酒和糖、香辛料等混合制成卤汤。

卤汤的作用是调节腐乳的色、香、味，并可以抑制微生物的生长。

其中酒的作用：

①抑制微生物的生长，②使腐乳具独特香味；

香辛料的作用：

①调味　　②促进发酵　　③杀菌防腐。

3、控制好材料的用量

一是控制好盐的用量：

过多影响口味，过少容易腐败变质。

二是控制卤汤中酒精含量在12％左右：

过高会延长腐乳的成熟，过低可能导致豆腐变质。

4、防止杂菌感染

防止杂菌感染的措施有：

玻璃瓶用沸水消毒；

装瓶过程中操作要迅速小心；

装瓶后用胶带密封；

密封后用酒精灯消灭瓶口杂菌。

5、现代的腐乳生产是在严格的条件下，将优良菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免，保证。

1、腐乳制作的实验流程：

让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。

⑴豆腐一般选含水量为70%。

⑵豆腐块与盐的质量分数比为5∶1。

分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。

约腌制8 

d。

〔注〕用盐腌制时，注意盐都用量。

盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；

盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。

⑶将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤。

卤汤酒精含量控制在12％左右为宜。

〔注〕酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。

酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；

酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。

⑴.你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？

豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。

严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。

⑵.我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？

含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。

用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。

⑶.吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。

这层“皮”是怎样形成的呢？

它对人体有害吗？

它的作用是什么？

“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。

“皮”对人体无害。

课题3制作泡菜并检验亚硝酸盐含量

1、常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，生产酸奶的是乳酸杆菌。

2、亚硝酸盐

（1）亚硝酸盐的物理性质和作用：

____________________________________________。

（2）亚硝酸盐的分布和含量：

我国卫生标准规定，亚硝酸盐的残留量在肉制品中不得超过____________，酱腌菜中不超过____________，而婴儿奶粉中不得超过____________。

（3）亚硝酸盐在何种情况下对人有害？

怎样有害？

当人体摄入的亚硝酸盐总量达到__________会引起中毒，达到_________会引起死亡。

亚硝酸盐在特定的条件下会转变成致癌物——亚硝胺。

（4）亚硝酸盐含量测定的原理

在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，与已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。

（比色法）

3、腌制时要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。

1、按照流程图制作泡菜（画出流程图）见书P10

泡菜盐水按清水和盐为4∶1质量比配制煮沸冷却备用。

2、测定亚硝酸盐的含量

专题二微生物的培养与应用

课题1微生物的实验室培养

（一）培养基

1、培养基的类型及其应用：

标准

培养基类型

配制特点

主要应用

物理性质

固体培养基

加入琼脂（凝固剂）较多

菌种分离,鉴定,计数

半固体培养基

加入琼脂较少

菌种保存

液体培养基

不加入琼脂

工业生产，连续培养

化学组成

合成培养基

由已知成分配制而成，培养基成分明确

菌种分类、鉴定

天然培养基

由天然成分配制而成，培养基成分不明确

工业生，产降低成本

目的用途

鉴别培养基

添加某种指示剂或化学药剂

菌种的鉴别

选择培养基

添加（或缺少）某种化学成分

菌种的分离

2、培养基成分：

一般含有_水__、__碳源__（提供_碳元素_）、__氮源__（提供_氮元素_）和_无机盐__，

还要满足微生物生长对_pH_、__特殊营养物质__以及_氧气__的要求。

例如培养乳酸杆菌时需添加___维生素___；

培养霉菌时需将培养基的pH___调至酸性___；

培养细菌时需将培养基的pH___调至中性或微酸性___；

培养厌氧微生物时需要__提供无氧的条件__。

（二）无菌技术

1、获得纯净培养物的关键是_防止外来杂菌的入侵__。

（内容见书P15）

〖思考〗：

无菌技术除了防止培养物被污染外，还具有的目的是什么？

防止感染实验操作者

2、消毒和灭菌的比较：

条件

结果

常用方法

应用范围

消毒

较为温和的物理或化学方法

仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子）

煮沸消毒法

一般物品

巴氏消毒法

不耐高温的液体

化学药剂消毒法

双手、实验桌、水源等

紫外线消毒法

空气、实验室等

灭菌

强烈的理化因素

杀死物体内外所有的微生物（包括芽孢和孢子）

灼烧灭菌（酒精灯火焰的充分燃烧层）

接种工具

干热灭菌

培养器皿、吸管、金属工具

高压蒸汽灭菌（100kPa/121℃/15～30min）

培养基及容器

物品装入高压蒸汽灭菌锅灭菌后，要首先打开排气阀，煮沸并排除锅内冷空气，其目的是有利于锅内温度升高；

随后关闭排气阀继续加热，气压升至100kPa，温度为121℃，并维持15～30min；

最后切断热源，使温度自然降温，气压务必降至零时打开锅盖，其目的是防止容器中的液体暴沸。

二、培养大肠杆菌的实验操作

1、微生物培养技术的一般步骤：

配制培养基→灭菌→倒平板（搁置斜面）→接种→培养

2、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

计算→称量→混合→溶化→调pH→分装→加棉塞→包扎

培养基的配制原则：

①目的要明确：

②营养要协调：

③pH要适宜：

在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的称量操作中，动作要迅速，原因是什么？

溶化操作中需要不断用玻璃棒搅拌的目的是什么？

防止牛肉膏吸收空气中水分。

防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。

牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供什么等营养物质？

糖维生素和有机氮

如何检验培养基的制作是否合格？

如果未接种的培养基在恒温箱中保温1～2天后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。

3、倒平板：

待培养基冷却至50℃左右时在酒精灯火焰附近操作进行。

其过程是：

①在火焰旁右手拿锥形瓶，左手拔出棉塞；

②使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰；

③左手将培养皿打开一条缝隙，右手将培养基倒入培养皿，立刻盖上皿盖。

④待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置。

锥形瓶的瓶口通过火焰的目的是什么？

消灭瓶口的杂菌，防止杂菌感染培养基

平板冷凝后，为什么要将平板倒置？

既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。

若皿盖和皿底之间粘有培养基，则该平板能否培养微生物？

不能。

空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖，并污染皿内培养基

配制斜面培养基作用是什么？

试管为什么要加塞棉塞？

增大接种面积，保持通气并防止杂菌感染

4、接种

微生物接种的方法很多，最常用的是__平板划线法__和__稀释涂布平板法__。

注意事项：

整个操作过程都要在酒精灯旁完成。

⑴平板划线法操作步骤：

P18；

取菌种前灼烧接种环的目的是什么？

消灭接种环上的微生物为什么除第一次划线外，其余划线前都要灼烧接种环？

消灭接种环上残留菌种取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行，其目的是？

防止高温杀死菌种最后灼烧接种环的目的是？

防止细菌污染环境和感染操作者在第1次划线后都从上次划线末端开始的目的是？

获得由单个细菌形成的标准菌落。

⑵系列稀释操作步骤：

P19；

系列稀释操作的注意事项是什么？

操作中试管口和移液管应在离火焰1～2cm处。

整个操作过程中使用了1支移液管

⑶涂布平板（常用来统计样品中活菌的数目）操作步骤：

P19

5、培养：

将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入____恒温箱中，定期观察并记录结果。

在某培养基上出现了3种特征不同的菌落是什么原因？

有培养基灭菌不彻底或杂菌感染等

频繁使用的菌种利用什么法保存？

长期保存菌种的方法是什么？

临时保藏法和甘油管藏法。

前者利用固体斜面培养基培养后，保存在4℃冰箱中，每3～6个月转种培养一次，缺点是保存时间较短，容易发生污染和变异；

后者将菌种与甘油等量混合后保存在－20℃冷冻箱中。

课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与记数

1．尿素只有被分解尿素的细菌分解成氨之后，才能被植物吸收利用。

2．以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到的两个主要目的是：

⑴；

⑵。

3．PCR（DNA多聚酶链式反应）是一种在体外将少量DNA大量复制的技术。

此项技术的自动化，要求使用耐高温的DNA聚合酶。

思考：

怎样找耐高温的酶呢？

4、怎样筛选菌株？

（1）实验室中微生物筛选的原理：

人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或__阻止__其他微生物生长。

（2）方法：

利用选择培养基（在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制和阻止其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。

）思考：

该培养基对微生物如何进行选择？

（3）配制选择培养基的依据

根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。

培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物；

培养基中不加入氮元素，可以选择培养能固氮的微生物；

加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。

5．统计菌落数目

（1）测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。

（2）常用来统计样品中活菌数目的方法是：

稀释涂布平板法

其原理为当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个细菌。

通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。

为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

此外，测定微生物数量的常用方法还有显微镜直接计数。

6．一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。

这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。

因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。

7．设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。

例如为了排除培养基是否被杂菌污染了，需以培养无杂菌污染的培养基作为空白对照。

二、实验设计

思考在每一步的操作过程中怎样防止杂菌污染、如何作好标记、怎样统筹安排时间。

实验流程：

（详见学海导航）

1、土壤取样

（防止杂菌污染的措施：

____________________________）一般取距地表__约3～8_cm的土壤层。

2、稀释土壤样品

_________________________________________________）

稀释的原则：

保证样品培养后能获得菌落数在__30～300___之间的适于计数的平板。

测定土壤中细菌的数量，一般选用___104、105、106____的稀释液进行平板培养；

真菌的数量，一般选用_102、103、104__的稀释液进行平板培养。

3．制备培养基：

准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基

将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照作用，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。

4、微生物的培养与观察

（怎样作好标记？

________________________________________________________）

细菌一般在_______℃下培养________天；

霉菌一般在_______℃下培养_______天。

可以每隔24h统计一次_______数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。

5．细菌的计数

当菌落数目稳定时，选取菌落数在30～300的平板进行计数。

在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。

从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是（平均菌落数÷

涂布的稀释液体积）×

稀释倍数。

三、课题延伸

上述实验方法只是对分解尿素的细菌进行了初步的筛选，要进一步鉴定，还需要借助__生物化学___的方法。

由于在细菌分解尿素的化学反应_____________________（写出反应式）中，产生了氨，使培养基的pH升高，因此可以在培养基中加入_酚红__指示剂，若变红，则说明该种细菌的确能分解尿素。

课题3分解纤维素的微生物的分离

1、纤维素与纤维素酶

（1）．纤维素的化学组成：

CHO三种元素，是一种多糖。

（2）．纤维素的分布：

棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。

（3）．纤维素酶的作用：

纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、__Cx__酶和

葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。

2、纤维素分解菌的筛选

（1）．筛选方法：

刚果红染色法。

（利用__选择__培养基，其中的选择因子是__以纤维素为唯一碳源__）

纤维素分解菌选择培养基属于培养基，原因是什么？

液体，没有添加琼脂成分

培养基选择作用机制是什么？

以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存

（2）．筛选原理：

刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

（图解形式见学海导航）

3、纤维素分解菌的鉴定

利用_鉴别_培养基（属于固体培养基），其中的鉴定物质是___刚果红___

（见书P28）

1、土壤取样：

采集土样的环境是__富含纤维素的土壤__，还可以采取方法_____________________________。

2、选择培养

应采用_液体_培养基（从物理形态看），理由是__________________________________。

若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是什么？

将纤维素粉改为葡萄糖

3、梯度稀释

思考：

应稀释多少，理由是什么？

4、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上培养

要求说出刚果红染色的两种方法

5、挑选产生透明圈的菌落

专题三植物的组织培养技术

课题1菊花的组织培养

（一）植物组织培养

1、原理：

___植物细胞具有全能性___。

栽培

移栽

再分化

脱分化

2、过程：

外植体---------→_愈伤组织_---------→_根、芽_----→__试管苗__----→_完整植物体_

（1）、外植体即离体的植物器官、组织或细胞，其取材为体细胞或花药。

（2）、愈伤组织的特点：

___细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞__。

（3）、脱分化不需光，再分化需光。

（4）、制作人工种子时所用的胚状体取材于再分化后的根、芽。

（5）、组织培养的特点：

属于无性生殖，能保持亲本的遗传特性。

（注：

若外植体为花药时无此特点）。

（二）影响植物组织培养的因素

1、材料

（1）不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。

举例说明。

（2）同一种植物材料，__材料的年龄__、___保存时间的长短__等也会影响实验结果。

菊花的组织培养，一般选择___未开花植株的茎上部__生长旺盛的嫩枝。

2、营养（培养基成分的种类及配比）

（1）培养离体的植物组织和细胞常用的培养基是__MS培养基__。

大量元素__N、P、K、Ca、Mg、S__，作用：

（2）MS培养基微量元素__B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co__，作用：

有机物___甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、以及蔗糖__，作用：

3、激素

（1）启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素是_生长素__和__细胞分裂素__。

（2）使用激素的顺序不同实验结果也不同：

使用顺序

实验结果

先使用生长素再使用细胞分裂素

有利于细胞分裂，但细胞不分化

先使用细胞分裂素再使用生长素

细胞既分裂也分化

同时使用

分化频率提高

同时使用时，使用的量及比例：

生长素用量比细胞分裂素用量比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；

比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；

比值适中时，促进愈伤组织的生长。

4、其他条件：

_pH_、_温度_和__光照__等条件也很重要，菊花需的_pH为5.8左右__、_温度为18～22℃_和_每日光照12小时_。

二、实验操作

1、制备MS固体培养基

MS固体培